О сотрудничестве
– Самые важные научные результаты в школе пищевой сонохимии – исследование влияния ультразвука на формирование пищевых систем, – рассказывает Ирина Юрьевна. – В настоящее время мы работаем в рамках международного российско-индийского гранта, финансируемого Российским фондом фундаментальных исследований. Он рассчитан на два года и нацелен на изучение того, как можно использовать сонохимические эффекты (воздействие ультразвука) для эффективного встраивания биологических компонентов в сложную систему продуктов питания. В 2019 году состоялись защиты двух диссертаций: кандидатской и докторской, темы работ связаны с модификацией известных биологически активных веществ для того, чтобы они могли на клеточном уровне усвоиться организмом. А основные «транспортные средства» для них – продукты питания, например хлеб и йогурт. Доклад и постер о наших научных результатах мы представили на очередном, четвёртом по счёту Азиатско-Океаническом конгрессе в области сонохимии, который проходил в Китае. На этом форуме нашей работой заинтересовались представители научного сообщества разных стран. Состоялись, в частности, переговоры с учёными из Португалии, с которыми у нас есть совместные исследования, мы планируем шире привлечь их к нашим изысканиям. Вместе с ведущими учёными ЮУрГУ – деканом химического факультета, заведующим кафедрой экологии и химической технологии Вячеславом Викторовичем Авдиным и директором АСИ, заведующим кафедрой градостроительства, инженерных сетей и систем Дмитрием Владимировичем Ульрихом – подали заявку на совместный грант с коллегами из Бразилии и Индии в рамках гранта БРИКС по тематике получения экологической чистой воды на основе гибридных технологий. В том числе речь идёт о возможности её очистки до состояния питьевой.
Кроме того в 2019 году состоялась очень интересная стажировка в Гентском университете (Бельгия), в Центре по выявлению и установлению тяжёлых рисков в области микотоксикозов. Микотоксины ‒ ядовитые вещества, низкомолекулярные вторичные метаболиты, продуцируемые микроскопическими плесневыми грибками. Сотрудничество оказалось весьма полезно. В течение последних трёх лет мы ищем способы предотвратить распространение плесневой микрофлоры, продуцирующей микотоксины. А в ходе стажировки родилась идея: взглянуть на эти проблемы по-новому – применительно к пищевым системам. Это может стать новой ступенью в развитии нашей лаборатории синтеза и анализа пищевых ингредиентов. Взаимодействие с другими учёными – это возможность поделиться своими научными результатами в области экспериментальных исследований, а также обсудить вопросы, интересующие мировое научное сообщество. Например, проблемы экологии – решению которых способствуют наши изыскания в области борьбы с микотоксинами, очистки воды и получения биоразлагаемых материалов.
Команда науки
Кроме того, в ЮУрГУ есть целая научная команда, состоящая из молодых учёных, в том числе постдоков. Это яркий пример активного международного сотрудничества. Здесь наше основное достижение – получение на основе компонентов растительного сырья биоразлагаемых материалов, из которых можно изготавливать упаковку, одноразовую посуду и всё, что сейчас производится из пластика, который очень долго разлагается и сильно загрязняет окружающую среду. Эта проблема остро стоит во всём мире, и большинство стран в настоящее время принимают решения по ограничению или исключению из оборота пластиков. К примеру, в государствах Евросоюза приняты соответствующие документы, направленные на планомерное снижение использования пластмассы в промышленном производстве и, соответственно, в повседневном потреблении. Это должно немного облегчить огромную нагрузку на природу, которую создают твёрдые коммунальные отходы. Индустриальные партнёры активно интересуются нашими исследованиями, заявляют о готовности внедрить наши разработки в производство. Такое внимание удивляет и радует одновременно.
В команде, о которой я говорила, в первую очередь учёные нашей кафедры, а также сотрудники структур ЮУрГУ, помогающих в наших исследованиях – в том числе Научно-образовательных центров «Нанотехнологии», которым руководит Вячеслав Викторович Авдин, и «Композитные материалы и технологии» – его возглавляет Александр Бежанович Широков. Вне стен вуза активно взаимодействуем с Гентским университетом и университетом имени Менделя в Брно – старейшим высшим учебным заведением Чешской Республики в области сельского и лесного хозяйства. Они тоже очень интересуются нашими работами по получению безопасных продуктов питания за счёт снижения процессов миграции микотоксинов по пищевым цепям. Ещё мы сотрудничаем с австралийскими коллегами из Университета Мельбурна. Там трудится один из наших главных консультантов – учёный с мировым именем Ашоккумар Мутапандиан, входящий в состав Международного научного совета ЮУрГУ. На заседании МНС он дал высокую оценку нашим разработкам и рекомендации. Для нас это стимул и знак того, что мы идём по правильному пути. Есть прямые контакты с рядом зарубежных коллег, мы поддерживаем связь, ведём переписку, они выражают желание помочь – что-то подсказать, посоветовать, предоставить возможности для выстраивания новых научных контактов.
Наши научные публикации востребованы – это видно и по числу цитирований, и по откликам на статьи. Значит то, что мы делаем, действительно интересно, правильно и важно. Публикации в зарубежных высокорейтинговых научных журналах – это цитирование, это продвижение исследований в научных кругах, это возможность понять, в правильном ли направлении идём и куда движется мировое научное сообщество, кто ещё работает по той же теме, что и мы. В высокорейтинговых журналах не печатают статьи по темам, утратившим актуальность, а наши статьи опубликованы в том числе в журналах, входящих в топ-10, поскольку мы представляем научному сообществу результаты, полученные впервые.
Пища по-научному
Образовательные программы, ориентированные на экспертную составляющую, на изучение полезности продуктов для организма человека, – это то, что увлекло многих выпускников кафедры, побудило заниматься научной работой. Наши студенты получают фундаментальное образование, прочные знания в области химии, биологии. Многие из первых выпускников кафедры пошли в науку. Те, кто уже вышел на защиту диссертаций, показали высокий уровень подготовки – и это радует.
Казалось бы, пищевые продукты всем известны – что в них особенного? Но на самом деле они – богатый материал для научных исследований. Нет простых пищевых систем. Сейчас зарубежными учёными используются термины «пищевая матрица», «матрица продукта». Мы знаем, что польза еды определяется содержанием макро- и микронутриентов. Но они не существуют отдельно друг от друга – а формируют новые блоки, новые соединения, переходят в новое состояние в процессе переработки сырья. Понять и распознать, что и как именно происходит, к примеру, когда созревает сыр или солят мясо, какую пользу или вред может принести добавление в пищу того или иного компонента – важная задача. Мы учим студентов, как из продукта, который используется в повседневном рационе, сделать систему с уникальными полезными свойствами.
Для исследований используем ресурсы ЮУрГУ: современное оборудование, инструментальное сопровождение передовых научных центров и лабораторий. В ВМБШ ЮУрГУ есть лаборатория моделирования лекарственных средств, где работают Владимир Александрович Потёмкин и Мария Александровна Гришина – они нам много помогают, в том числе – разобраться в некоторых вопросах с помощью компьютерного моделирования, установить правильную процедуру ведения тех или иных процессов, найти связи между различными компонентами.
Наши исследования относятся и к прикладной, и к фундаментальной сфере. Так, применяя компьютерное моделирование, можно правильно разработать методологию проведения исследований – и доказать, что именно такие подходы создают внутри систем более устойчивые связи между компонентами. Это фундаментальная наука. Но изучить процесс формирования пищевой системы – значит посмотреть, как она будет работать на уровне клеток, на уровне человеческого организма, а это уже прикладные исследования, в которых заинтересована пищевая промышленность, поскольку производители хотят пополнять ассортимент полезными для здоровья продуктами, улучшать качество продукции. Есть конкретные заказчики – мы работаем с ними на хоздоговорной основе. Когда достигнем определённой независимости исследований, можно будет говорить о больших перспективах внедрения. Надеюсь, 2020 год станет для нас в этом плане ключевым.
Так, мы изучаем вопрос, можно ли из того сырья, что выращивается местными производителями АПК, получить продукты, сопоставимые по качеству с известными брендами. Занимаемся зерновыми культурами, сырьём животного происхождения, а также аквакультурами. Определяем, можно ли обеспечить потребителя продуктами, которые он желает – и с теми свойствами, которые он ожидает. Например, выпустили пробные партии антистрессовых продуктов: в Свердловской области – хлеба, а в Курганской – йогурта.
Сейчас нужно довести работу до определённого этапа, так как выведение продуктов на потребительский рынок – это многоэтапная работа. Стараемся сохранить связи с индустриальными партнёрами, чтобы совместно документально обеспечить продукт и довести его до реального производства – и до конечного потребителя.
Работа требует много времени – на консультирование команды учёных, отслеживание этапов выполнения. Ведём параллельно несколько проектов, над каждым трудится своя команда исследователей – в неё входит от трёх до десяти человек, у каждого своё техническое задание.
Планы и перспективы
Очень бы хотелось, чтобы все проекты удалось успешно завершить, хотя, конечно, не исключаю: что-то в исследованиях придётся корректировать, менять. Научные коллективы, по сути, интернациональны: среди моих магистрантов и аспирантов есть и граждане других государств, в том числе Китая, Марокко, Индии – надеюсь, они продолжат заниматься наукой. Магистранты из проектной группы занимаются эмульсиями, биоразлагаемыми материалами, изучают влияние ультразвука, электрофизических воздействий на микотоксины, их задача – реализовать свой потенциал в наших проектах. Работа сложная, занимает много времени. Кстати, новогодние каникулы позволили уделить больше внимания написанию статей, обработке материалов исследований, но успела побывать с внуками в нескольких живописнейших уголках Урала.
Сейчас хотим усилить нашу лабораторию синтеза и анализа пищевых ингредиентов, создав в её рамках во взаимодействии с Гентским университетом и индийским университетом Варангала две научные платформы, в том числе по теме экологии, в частности по проблеме биоразлагаемых материалов. Исследования нужно довести до результатов, которые могут быть реально внедрены. Молодым учёным следует понимать, что результаты работы должны не оставаться на бумаге, а получать конкретное воплощение. Надеюсь, что те, кто в ближайшее время защитит диссертации, продолжат научную работу и станут хорошими помощниками в новых проектах: тогда будет больше возможностей для осуществления перспективных идей.
Вот уже третий год наша кафедра ведёт для школьников 9–11-х классов Малую академию биотехнологий. В конце 2019 года провели конференцию, подводящую итоги её работы, чтобы оценить результативность. Мы не ставим задачу просто чему-то учить ребят и дать диплом по окончании. Нужно уже среди школьников искать перспективные научные кадры – тех, кому интересны биотехнологии. Нужны абитуриенты, готовые в дальнейшем заниматься исследованиями в этой сфере на серьёзном научном уровне. К тем школьникам, что проявили интерес к науке, прикреплены учёные кафедры, которые помогают им в изысканиях, подсказывают, как идеи могут воплотиться в жизнь.
Занятия в Малой академии бесплатные, проходят по субботам, в программе – несколько тематических модулей. Это и дополнительная подготовка к выпускным экзаменам по биологии. С нынешнего года экзамен по биологии – профильный при поступлении в ВМБШ. Наша академия – хорошая стартовая площадка для будущих специалистов.